Illustration d'artiste de la 10e planète et de sa lune. Crédit d'image: Caltech. Cliquez pour agrandir.
La 10e planète récemment découverte, 2003 UB313, ressemble de plus en plus à l’un des principaux acteurs du système solaire. Il a le poids d'une vraie planète (les dernières estimations le situent à environ 20% de plus que Pluton), un nom de code accrocheur (Xena, d'après la princesse guerrière de la télévision) et un record Guinness Book-ish (environ 97 unités astronomiques - ou à 9 milliards de miles du soleil - c'est l'objet détecté le plus éloigné du système solaire). Et, les astronomes du California Institute of Technology et leurs collègues ont maintenant découvert qu'il a une lune.
La lune, 100 fois plus faible que Xena et en orbite autour de la planète une fois toutes les deux semaines, a été repérée le 10 septembre 2005, avec le télescope Keck II de 10 mètres au W.M. Observatoire de Keck à Hawaï par Michael E. Brown, professeur d'astronomie planétaire, et ses collègues de Caltech, de l'Observatoire de Keck, de l'Université de Yale et de l'Observatoire des Gémeaux à Hawaï. La recherche a été financée en partie par la NASA. Un article sur la découverte a été soumis le 3 octobre à Astrophysical Journal Letters.
«Depuis le jour où nous avons découvert Xena, la grande question est de savoir si elle a ou non une lune», explique Brown. «Avoir une lune est juste intrinsèquement cool - et c'est quelque chose que la plupart des planètes qui se respectent, il est donc bon de voir que celle-ci aussi.»
Brown estime que la lune, surnommée «Gabrielle» - après l'acolyte fictif de Xena - est au moins un dixième de la taille de Xena, qui est estimée à environ 2700 km de diamètre (Pluton est de 2274 km), et peut être environ 250 km de diamètre.
Pour connaître plus précisément la taille de Gabrielle, les chercheurs ont besoin de connaître la composition de la lune, qui n’a pas encore été déterminée. La plupart des objets de la ceinture de Kuiper, la vaste bande de miniplanets qui s'étend d'au-delà de Neptune jusque dans les franges éloignées du système solaire, sont à peu près à moitié rocheux et à moitié glacés. Comme une surface mi-roche, mi-glace reflète une quantité de soleil assez prévisible, une estimation générale de la taille d'un objet avec cette composition peut être faite. Les objets très glacés, cependant, réfléchissent beaucoup plus de lumière, et apparaîtront donc plus brillants - et donc plus gros - que les objets rocheux de taille similaire.
De nouvelles observations de la lune avec le télescope spatial Hubble de la NASA, prévues pour novembre et décembre, permettront à Brown et à ses collègues de déterminer l'orbite exacte de Gabrielle autour de Xena. Avec ces données, ils pourront calculer la masse de Xena, en utilisant une formule conçue il y a environ 300 ans par Isaac Newton.
«Une combinaison de la distance de la lune à la planète et de la vitesse à laquelle elle parcourt la planète vous indique très précisément quelle est la masse de la planète», explique Brown. «Si la planète est très massive, la lune se déplacera très rapidement; si elle est moins massive, la lune se déplacera plus lentement. C'est la seule façon de mesurer la masse de Xena, car elle a une lune. »
Les chercheurs ont découvert Gabrielle en utilisant le système d'optique adaptative Laser Guide Star récemment mis en service. L'optique adaptative est une technique qui supprime le flou des turbulences atmosphériques, créant des images aussi nettes que celles obtenues à partir de télescopes spatiaux. Le nouveau système d'étoiles de guidage laser permet aux chercheurs de créer une «étoile» artificielle en faisant rebondir un faisceau laser sur une couche de l'atmosphère à environ 75 miles au-dessus du sol. Des étoiles brillantes situées près de l'objet d'intérêt sont utilisées comme point de référence pour les corrections d'optique adaptative. Puisqu'aucune étoile brillante n'est naturellement trouvée près de Xena, l'imagerie optique adaptative aurait été impossible sans le système laser.
«Avec Laser Guide Star Adaptive Optics, les observateurs obtiennent non seulement plus de résolution, mais la lumière des objets distants est concentrée sur une zone beaucoup plus petite du ciel, ce qui rend possible de faibles détections», explique Marcos van Dam, scientifique en optique adaptative au W.M. Observatoire de Keck et deuxième auteur du nouveau document.
Le nouveau système a également permis à Brown et à ses collègues d'observer une petite lune en janvier vers 2003 EL61, du nom de code "Santa", un autre grand nouvel objet de la ceinture de Kuiper. Aucune lune n'a été repérée vers 2005 FY9 - ou «Easterbunny» - le troisième des trois gros objets de la ceinture de Kuiper récemment découverts par Brown et ses collègues à l'aide du télescope Samuel Oschin de 48 pouces de l'Observatoire Palomar. Mais la présence de lunes autour de trois des quatre plus grands objets de la ceinture de Kuiper - Xena, Santa et Pluton - remet en question les idées conventionnelles sur la façon dont les mondes de cette région du système solaire acquièrent des satellites.
Auparavant, les chercheurs pensaient que les objets de la ceinture de Kuiper obtenaient des lunes grâce à un processus appelé capture gravitationnelle, dans lequel deux objets auparavant séparés se rapprochaient trop l'un de l'autre et se retrouvaient piégés dans l'étreinte gravitationnelle de l'autre. On pensait que cela était vrai pour les petits habitants de la ceinture de Kuiper, mais pas pour Pluton. La lune massive de Pluton, en orbite étroite, Charon, a rompu la planète il y a des milliards d'années, après avoir été brisée par un autre objet de la ceinture de Kuiper. Les lunes de Xena et de Santa semblent mieux expliquées par une origine similaire.
«Pluton semblait autrefois une excentricité unique à la périphérie du système solaire», dit Brown. «Mais nous voyons maintenant que Xena, Pluton et les autres font partie d'une famille diversifiée de grands objets avec des caractéristiques, des histoires et même des lunes similaires, qui ensemble nous en apprendront beaucoup plus sur le système solaire que n'importe quelle excentrique. "
Source d'origine: communiqué de presse Caltech
